6.4.Критерий Найквиста

Критерий устойчивости Найквиста позволяет судить об устойчивости замкнутой системы по АФЧХ разомкнутой системы :

W_p(s) =

Выясняем устойчивость разомкнутой системы по критерию Гурвица, согласно с которым необходимо, чтобы все коэффициенты харак-го уравнения были положительны и а₁*а₂ – а₃*а₀>0.

Где

а₁= 0,03 ; а₂=1 ; а₃=0 ; а₀=0,02

т.к. 0,3*1 –0,02*0 > 0 , то замкнутая система устойчива

Найдем АФЧХ разомкнутой системы:

W(j*ω) = = =

= =

W(j*ω) =

U(ω) = Re W(j*ω) =

V(ω) = Im W(j*ω) =

ω	U(ω)	V(ω)
0	-∞	-∞
1	-2.57	-8.397
5	-1.08	-0.36
10	-0.27	0.09
20	-0.032	0.037

Годограф Найквиста

Для того, чтобы САУ, устойчивая или нейтральная в разомкнутом состоянии, была устойчивой в замкнутом состоянии, необходимо и достаточно, чтобы годограф АФЧХ разомкнутой системы, при изменении частоты ω от 0 до ∞, не охватывал точку с координатами {-1,j0} на комплексной плоскости.

В нашем случае система устойчива в разомкнутом состоянии и годограф АФЧХ не охватывает точку {-1,j0}, следовательно, система устойчива.

Определение устойчивости по лачх

Рассматривается разомкнутая система :

U(ω) = Re W(j*ω) =

V(ω) = Im W(j*ω) =

Найдем АЧХ :

A(ω) = = = >

A(ω) =

Найдем ФЧХ :

φ(ω) = arctg () = -arctg()

Найдем ЛАЧХ системы :

L(ω) = 20*lg(A(ω)) = 20*lg(9) – 10*lg()

Ω	L(ω), Дб	φ(ω), град
0,01	59.085	89.828
0,1	39.083	88.281
1	18.871	72.979
10	-10.915	-18.435
100	-66.99	-81.427
1000	-126.936	-89.141

Графики ЛАЧХ и ЛФЧХ

Логарифмический критерий устойчивости : для того, чтобы замкнутая система была устойчива необходимо и достаточно, чтобы частота, при которой ЛФЧХ пересекает линию φ = -π, была больше частоты среза. По графику видно, что частота, при которой ЛФЧХ пересекает линию φ = -π, больше частоты среза, следовательно, система устойчива.